[发明专利]一种烷醇类自调温相变材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种相变材料的制备方法，特别涉及一种相变温度为25℃左右的相变材料。

背景技术

近年来，相变储能材料(phase change material，PCM)成为国内外能源利用和材料科学方面研究的热点，相变储能技术可解决能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾，是提高能源利用率的有效手段。相变材料在其物相变化过程中，可以吸收环境的热(冷)量，并在需要时向环境放出热(冷)量，从而达到控制周围环境温度的目的。利用相变材料的相变潜热进行能量的贮存和应用，是近年来受到广泛重视的课题。

作为结晶水合盐的典型代表，六水氯化钙具有如下的特点：在29.9℃发生固-液相变，熔化热为170kJ/kg。由于熔化热较大，温度适中，化学性质稳定，原料来源广泛且价格便宜，因此六水氯化钙作为相变储热材料已被投入市场，广泛用作取暖、制冷、空调。

但是，这类无机相变材料通常存在着两个问题：一是过冷现象，即物质冷凝到“冷凝点”时并不结晶，而须到“冷凝点”以下的一定温度时方开始结晶，目前的解决办法是加入成核剂以促进其结晶。 另一个问题是出现相分离，即加热使盐水混合物变成无机盐时，某些盐类有部分不溶解于结晶水而沉于底部，冷却时也不与结晶水结合，从而形成分层，通常解决的办法是加入增稠剂。

目前，已研制出以六水氯化钙为主蓄热剂、黄原胶为增稠剂、SrO₂ 为成核剂的相变材料体系，其大多数的应用都是根据六水氯化钙的熔点而投入适当的场合，并没有提及降低相变温度的问题。对于应用于宇航服中的相变材料来说，为了达到调节宇航员在高空作业、密闭状态下的体温平衡，其相变温度必须较低，属于储冷体系。因此，生产一种相变潜热大、成本低廉、无毒无腐蚀性、稳定性较好且相变温度在22℃左右的相变材料有着重要的意义。

发明内容

根据背景技术，本发明的目的在于提供一种相变潜热大、成本低廉、无毒无腐蚀性、稳定性较好且相变温度在25℃左右的相变材料。

该相变材料无毒无腐蚀性，相变温度23～27℃，相变焓160 ～230kJ/kg，热稳定性良好；且制备方法简单，原料易得，成本低，可满足一种防护服用冷却相变材料的要求。

技术方案如下：

一种相变材料的制备方法，其特征在于将C₆~C₂₀烷醇主相变剂和含有C₁₀~C₅₀烷烃混合物辅相变剂按照摩尔比1：2~10的比例混合，然后放入恒温槽，调节温度，使恒温槽从室温开始升温到70℃，观察样品形态，待样品完全变成透明状液态时，取出样品，在常温冷却，或者在常温冷却得到所需制品，冷冻15~72h，得到相变温度23～27℃，相变焓160 ～230kJ/kg的相变材料；

优选的，C₆~C₂₀烷醇主相变剂和含有C₁₀~C₅₀烷烃混合物辅相变剂分别为十二醇和石蜡；

更优选的，十二醇和石蜡的摩尔比为1：4~7。

附图说明

图1为例1、2、3、4的DSC曲线图；

图2为例5、6、7、8、9、10的DSC曲线图。     

具体实施方式

本发明中所用的原料：十二醇，分析纯，北京精益化学制品有限公司；石蜡，天津市福晨化学试剂厂。

按一定比例称量石蜡和十二醇样品，倒入烧杯中，然后放入恒温槽，调节温度，使恒温槽从室温开始升温到70 度，观察样品形态，待样品完全变成透明状液态时，取出样品，在常温冷却得到所需制品。

相变材料的相变温度和相变焓采用示差扫描量热仪（DSC）测定。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

按石蜡：十二醇=1:4比例称量样品，倒入烧杯中，然后放入恒温槽，调节温度，使恒温槽从室温开始升温到70 度，观察样品形态，待样品完全变成透明状液态时，取出样品，在常温冷却得到所需制品。

制得的相变材料相变温度为24.45℃，相变焓为162.7091 kJ/kg，见附图1。

实施例2

按石蜡：十二醇=1:5比例称量样品，倒入烧杯中，然后放入恒温槽，调节温度，使恒温槽从室温开始升温到70 度，观察样品形态，待样品完全变成透明状液态时，取出样品，在常温冷却得到所需制品。

制得的相变材料相变温度为24.97℃，相变焓为187.5993 kJ/kg，见附图1。